Se ha discutido, argumentado y teorizado sobre la
vida durante siglos, quizás milenios. Lo que conocemos como vida es ni
más ni menos que una estructura formada de átomos que se han organizado
y que lograron crear mecanismos que les permiten mantener esa
organización. Decir que los átomos "se han organizado" es una locura.
En el mundo material no hay nada más básico que un átomo, y algo tan
básico no es capaz de hacer algo tan complejo como "organizarse".
¿O sí?
La realidad es que sí. Los átomos, en cumplimiento
de leyes físicas simples, se organizan en estructuras. La más sencilla
es una
molécula, que puede estar formada por algunos átomos, pero se llega
a estructuras bastante complejas y ordenadas, como los cristales y
fibras naturales y maravillosas formas como las
buckyballs.
Una célula es un sistema muy complejo (célula animal)
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Claro que nada de esto se aproxima al nivel de organización
que implica la vida. Recordemos ahora la parte de la frase sobre los átomos
que dice "lograron crear mecanismos", lo cual jamás puede ser
cierto... al menos no en la forma directa que uno se imagina al primer
momento. Un virus, por ejemplo, es una especie de "máquina" capaz
de propagarse. No de reproducirse, al menos no en el sentido que
se le da a la palabra en biología, pero sí de activar un mecanismo
que permite obtener copias de sí mismo.
Antes de seguir quiero hacer una salvedad: todo lo
que diga encontrará alguien para discutirlo. Los conceptos básicos
que se aplican a la vida aún no están del todo definidos. Por ejemplo,
sé que hay corrientes de pensamiento para las cuales lo virus no son
seres vivos. De acuerdo, sólo es cuestión de definiciones, y no es
necesario —ni posible— discutirlas aquí. Yo prefiero incluir
a los virus en este análisis porque son algo así como el primer nivel
de estructura a discutir (sí, sé que existen estructuras menores,
pero no con tanta entidad).
Siguiendo en la línea que venía, la cuestión es que
parece haber una barrera entre el nivel de organización que pueden
alcanzar los átomos por leyes simples de la física y la estructura que
presenta la vida. ¿Es esto cierto? Da para discutir mucho, pero creo,
en base a muchas líneas de investigación y descubrimientos que se
vienen presentando, que no. La estructuración de la vida es gradual.
De un evento físico no surge una célula ni, mucho menos, un ratón,
pero la realidad es que cada uno de los pasos intermedios que llevan
desde un amasijo de átomos a una de estas formas de vida son dados
por fenómenos que tienen que ver con la física, la química y... la
propia orientación de lo que es la vida. Digamos que la vida, una vez
aparecida, crea un entorno de leyes propias que impulsan su desarrollo.
¿Cómo y por qué se crean estas leyes, en base a qué voluntad? Ninguna.
(Y aquí surgirán de nuevo las discusiones.) Simplemente, no puede
existir la vida sin esas leyes. El hecho de que estemos en un planeta
que tenga vida por doquier, y muy desarrollada, es porque la vida,
cuando existe, sigue estas reglas que le permiten desarrollarse, y si no
las sigue desaparece. Es como decir que hay leyes físicas, leyes
básicas del universo, que han sido puestas especialmente para la vida.
De hecho, considerando la vida una forma de la materia, creo que es
así. Es decir, la vida —cumpliendo los requisitos— sería
algo inevitable en el Universo...
Me estoy extendiendo fuera del tema. No pretendo
estudiarlo filosóficamente, sino usar un poco de lógica para llegar
a una respuesta para una pregunta que se hacen los científicos, y que
nos hacemos todos, excepto aquellos que quieren creer en entidades
superiores que se ocuparon de ello (lo cual es, simplemente, pasar el
problema a otro nivel, sin resolverlo): ¿Cómo es que la vida
evolucionó desde átomos, moléculas, células, seres simples, a una
especie como la nuestra, tan tremendamente compleja y capaz de, como
lo estoy haciendo yo, reflexionar sobre sí misma, transmitirlo y,
además, cambiar el mundo como lo estamos cambiando?
Yo creo en una cosa, y esto puede desatar miles de discusiones: llegar
desde materiales básicos a la creación del ser humano se basó en
juntar los materiales (átomos), tener las leyes físicas actuando y
a la casualidad (o azar). ¿Qué quiero decir con "casualidad"? Que
la existencia de la vida está ligada a un sorteo permanente. Que
hay una enormidad de cosas que son necesarias para que pueda haber
vida (es innegable que se han dado en este planeta) y para que pueda
continuar una vez producida. Que fue necesario un
transcurso determinado de hechos y situaciones para que los
microorganismos aparecieran, se propagaran, compitieran y se fueran
haciendo más y más complejos. Que se debieron dar infinidad de
circunstancias para que estos organismos se convirtieran en estructuras
multicelulares y para que estas estructuras se organizaran en órganos
ubicados dentro de seres complejos. Y que se necesitaron enormidad
de coincidencias y hechos casuales para que las condiciones llevaran
a algunos de estos seres terrestres, vertebrados, pequeños mamíferos
(por los cuales durante una enormidad de tiempo ningún juez cósmico
hubiese apostado), a evolucionar para convertirse en los animales que
más influimos en este mundo: nosotros.
La cantidad de circunstancias, situaciones y
condiciones en juego es enorme. En un libro muy interesante de
Carl Sagan, anterior a Cosmos, llamado
Vida inteligente en el Cosmos (junto a I. S. Shklovskii),
se plantea muy bien este tema. Se puede encontrar allí una
enumeración de las condiciones que requiere la vida y una especie
como la nuestra para existir. Desde las características de nuestra
galaxia, su edad, composición, situación, forma; a las de nuestro
Sol, su sistema de planetas, la ubicación de la Tierra, su tamaño,
su rotación, su inclinación, su composición, los vecinos que
tiene... y mucho más.
Yo voy a agregar algunas cosas que me parecen
significativas, que han surgido de los últimos descubrimientos y
observaciones. Enumero algunas, aunque ya verán que hay más.
Extinciones y cambios físicos producidos por impactos de asteroides;
influencia de estrellas cercanas, fijas y viajeras; el "clima"
interestelar; el "clima" galáctico; las circunstancias que han
sufrido los otros planetas; nuestras circunstancias, nada comunes...
Extinciones
Grandes rocas errantes pululan por el Sistema Solar.
Los asteroides no son ni cosa del pasado ni riesgos de muy baja
probabilidad. Hay pruebas muy concretas sobre diversos
impactos de
consideración sobre nuestro mundo. Encima,
hasta parecen
tener una regularidad. No es sólo que tenemos la suerte
de que en los últimos 10 millones de años no haya caído un gran
asteroide en la Tierra, lo que nos hubiese hecho desaparecer incluso
antes de que apareciéramos, sino que tenemos la suerte de que antes
de eso sí cayeron de esos asteroides, y de que cambiaran las cosas
a nuestro favor. ¿Estaríamos aquí si no hubiese impactado un cuerpo
de unos 10 km de diámetro en el Caribe, más precisamente sobre el
borde de la península de Yucatán, y hubiese producido una hecatombe
para quienes reinaban en el mundo en esa época, los dinosaurios?
¿Quién puede saberlo? ¿Y si no hubiesen ocurrido las extinciones
anteriores, fueran por las causas que fueran, estaríamos aquí?
Quizás un día se sepa lo suficiente como para simular en computadoras una ecología
planetaria entera y ver qué hubiera pasado. Será muy interesante.
Los asteroides cayeron, es un hecho. Y forman parte
de las condiciones necesarias —algunos discutirán que no—
para que estemos aquí... Veamos algunas nuevas informaciones:
La mayoría de los amonites (moluscos) se extinguió hace 380 millones de años. |
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Hace 380 millones de años se produjo una importante
extinción entre los animales que poblaban el mar, en especial de los
amonites, unos moluscos emparentados con los pulpos y calamares pero
cubiertos con una concha espiralada y de tamaños a veces gigantescos.
Nunco se supo por qué fue. Ahora surgen pistas de que esta mortalidad
estuvo relacionada —igual que hace 65 millones de años, en el
momento en que los dinosaurios dominaban nuestro mundo— con el
impacto de un cuerpo extraterrestre.
Algunos geólogos dicen que hace unos 380 millones de años, un asteroide
llegado desde el espacio golpeó contra la Tierra.
Creen que el impacto eliminó una importante fracción de
los seres vivos.
Esta idea puede fortalecer la discutida conexión entre las
extinciones masivas y los impactos. Hasta ahora, el único candidato
para hacer esta relación era el meteoro que habría causado el
exterminio de los dinosaurios, caído en la península de
Yucatán, en México.
Brooks Ellwood, de Louisiana State University en Baton Rouge,
Estados Unidos, dice que los signos de una antigua catátrofe
coinciden con la desaparición de muchas especies animales.
"Esto no quiere decir que el impacto en sí mismo haya matado
a los animales; la sugerencia es que tuvo algo que ver."
Y agregó que hoy, aunque no se puedan encontrar rastros del
cráter de una roca del espacio, se puede saber dónde ha caído.
Otros investigadores coinciden en que hubo un impacto más o
menos en esa época, pero creen que la evidencia de que
produjo una extinción masiva es muy débil.
El equipo de Ellwood descubrió rocas en Marruecos que fueron
enterradas alrededor de 380 millones de años atrás bajo una capa
de sedimento que parece formada por restos de una explosión
cataclísmica. El sedimento tiene propiedades magnéticas inusuales
y contiene granos de cuarzo que parecen haber experimentado
tensiones extremas.
Más o menos para esa época se produjo
la desaparición del registro fósil de alrededor
del 40% de los grupos de animales marinos.
El geólogo Paul Wignall, de la Leeds University, Reino Unido,
dice que hay una fuerte evidencia del impacto. Si se lo pudiese
relacionar con una extinción masiva sería un gran hallazgo.
Si fuera cierto, el potencial letal de los impactos crecería
enormemente.
Pero no está claro cuántas desapariciones se produjeron en
la época del impacto. Wignall dice que la mortalidad puede haber
sido mucho menor que lo que sugiere el equipo de Ellwood. Él piensa
que los paleontólogos deberían buscar las pistas que les den una mejor
imagen de lo que pasó en aquella época.
El paleontólogo Norman MacLeod, que estudia las extinciones
masivas en el Natural History Museum de Londres, coincide en que
aunque 40% es el valor correcto para aquel período de la historia
de la Tierra, no es una extinción masiva, sino parte de una serie
de sucesos mucha más extensa. MacLeod duda de que las extinciones masivas sean resultado de
intervenciones extraterrestres. "Los impactos son un fenómeno
bastante común", dice. "Pero no coinciden significativamente
con los picos de extinción."
Las estrellas vecinas
Un cúmulo gaseoso que genera estrellas es fuente de nacimiento de estrellas que luego colapsan
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Estamos en el plioceno (hace unos 5 millones de
ños) y unos protohombres, los australopitecos, caminan por la Tierra.
La evolución ha necesitado
mucho, mucho tiempo, para llegar desde los átomos hasta ellos. Una
nube interestelar viajera pasa "cerca" de nuestro Sistema Solar,
a unas decenas de años luz. ¿Qué es exactamente esta "nube"
interestelar? Se trata de gases y materiales en los que se forman
grumos a partir de los que nacen estrellas masivas que duran
muy poco tiempo y estallan en supernovas. Esta nube viajera ha
seguido su camino y se halla ahora a 400 años luz de la Tierra,
donde sigue desplazándose.
Es muy probable que los australopitecos hayan visto alguna
supernova que se encendió y colapsó en esta nube, a unos 130 años
luz de nosotros. Si una de esas estrellas hubiese estallado a
menor distancia, digamos a 25 años luz, la historia hubiese sido
otra: no estaríamos aquí. Y quizás tendíamos una vida muy básica
en el planeta, o nada de ella (más detalles en
Las
Supernovas impactan la Tierra).
Las estrellas sufren convulsiones, a veces inexplicables, como la de la rara estrella V838 Monoceris. Estos colapsos pueden ser muy peligrosas para sus vecinos
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El llamado
Grupo Local
de galaxias al que pertenecemos es, afortunadamente, una agrupación
muy poco poblada, sino podríamos ser, en cualquier momento (o haber
sido aún antes de existir como especie) destruidos en
catástrofes
cósmicas como las que ocurren en los grupos con gran población
de galaxias. Los astrónomos comprenden cada vez más el porqué de
las formas de las galaxias, y parece que muchas (incluso la nuestra)
han sufrido impactos contra otras para llegar a tener la figura que
tienen. Gracias al telescopio espacial Hubble se están viendo en
los últimos tiempos muy buenas imágenes de colisiones entre galaxias.
El "clima" interestelar
Los restos de la terrible explosión de una supernova
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Vivimos dentro de una burbuja. El planeta, el
Sistema Solar, nuestro grupo local. El estallido de
una supernova ha dejado un resto fósil en nuestro
entorno: creó una enorme
burbuja en el medio interestelar
y nosotros nos encontramos dentro de ella. Los astrónomos la llaman
"Burbuja local". Tiene forma de maní, mide unos trescientos años luz
de longitud y está prácticamente vacía. El gas dentro de la burbuja
es muy tenue (0,001 átomos por centímetro cúbico) y muy caliente
(un millón de grados), es decir, mil veces menos denso y entre cien
y cien mil veces más caliente que el medio interestelar ordinario.
Esta situación tiene influencia sobre nosotros, porque estamos
inmersos dentro. ¿Qué pasaría si nos hubiese tocado estar dentro
de una burbuja de gases ardientes resultantes de una explosión más
reciente o de otro suceso catastrófico? ¿O si estuviésemos en una
zona mucho más fría del espacio? No estaríamos aquí.
El "clima" galáctico
La galaxia en que vivimos podría tener una mayor influencia en nuestro
clima que lo que se pensaba hasta ahora. Un reciente estudio, controvertido aún, asegura
que el impacto de los rayos cósmicos sobre nuestro clima puede ser mayor que el del efecto
invernadero que produce el dióxido de carbono.
Galaxia espiral típica
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Según uno de los autores de este estudio, el físico Nir Shaviv de la Universidad
Hebrea de Jerusalén, en Israel, el dióxido de carbono no es tan "mal muchacho" como
dice la gente. Shaviv y el climatólogo Ján Veizer de la Universidad Ruhr,
de Alemania, estiman que el clima terrestre, que exhibe subas y bajas de temperatura
global que al graficarse forman una figura de dientes de sierra, está relacionado con
los brazos espirales de nuestra galaxia. Cada 150 millones de años, el planeta se
enfría a causa del impacto de rayos cósmicos, cuando pasa por ciertas regiones de la
galaxia con diferente cantidad de polvo interestelar.
Los rayos cósmicos provenientes de las estrellas moribundas que hay en los brazos
de la Vía Láctea, ricos en polvo, incrementan la cantidad de partículas cargadas en
nuestra atmósfera. Hay algunas evidencias de que esto ayuda a la formación de
nubes bajas, que enfrían la Tierra.
Shaviv y Veizer crearon un modelo matemático del impacto de rayos cósmicos
en nuestra atmósfera. Compararon sus predicciones con las estimaciones de otros
investigadores sobre las temperaturas globales y los niveles de dióxido de
carbono a lo largo de los últimos 500 millones de años, y llegaron a la conclusión
de que los rayos cósmicos por sí solos pueden ser causa del 75% de los cambios del
clima global durante ese período y que menos de la mitad del calentamiento global
que se observa desde el comienzo del siglo veinte es debido al efecto invernadero.
La teoría, como es normal en la ciencia, no es del todo aceptada. Los expertos
en clima mundial están a la espectativa, considerando que algunas de las conexiones
que se han establecido son débiles. Se debe tener en cuenta, dicen los paleontólogos,
que se trata de una correlación entre la temperatura, que es inferida de los registros
sedimentarios, de la cantidad de dióxido de carbono, que se deduce del análisis de
conchas marinas fosilizadas, y de la cantidad de rayos cósmicos, que se calculan a
partir de los meteoritos. Las tres técnicas están abiertas a interpretaciones. Además,
uno de los períodos fríos de la reconstrucción matemática es, en la realidad, una
época que los geólogos consideran caliente. De todos modos, también hay muchos otros
que están muy interesados e intrigados.
La variabilidad solar afecta la cantidad de rayos cósmicos que impactan a nuestro
planeta. El Sol produce radiaciones similares a los rayos cósmicos, especialmente en
el período más caliente, llamado máximo solar (maximum), de su ciclo de 11 años.
Estudios anteriores no pudieron separar el impacto climático de esta radiación, de
los rayos cósmicos que llegan desde la galaxia y de la mayor radiación calórica que
llega desde el Sol.
Los otros planetas y la Luna
Recientemente, se ha anunciado el hallazgo de un
sistema planetario que podría ser similar al nuestro. En realidad no
se ha logrado aún una observación tan directa que permita afirmarlo,
sino que se deduce como posibilidad. Este sistema presenta un planeta
gaseoso gigante similar a nuestro Júpiter, ubicado a una distancia
orbital similar a la que tiene Júpiter en nuestro sistema. El sol
es similar al nuestro, lo que deja lugar a que haya allí planetas
ubicados en las órbitas interiores, dentro de la
franja de habitabilidad
en la que la radiación solar es suficiente para
sostener la vida y no es excesiva como para impedirla. Si nuestro
sistema no tuviese las características que posee, la vida en la
Tierra tendría problemas. Por ejemplo, podría haber planetas,
planetoides o grandes asteroides (de hecho algo hay) que giraran
en planos diferentes y con órbitas excéntricas y deformes. Cuerpos
así podrían producir variaciones cíclicas que hicieran imposible
—o difícil— la vida. Venus parece haber sufrido un impacto
que le cambió el sentido de rotación sobre sí mismo. Es posible
que este impacto también haya desbaratado su atmósfera y su clima.
Podría habernos pasado a nosotros, y de hecho parecería que nos
ocurrió, sólo que fue durante el génesis del sistema planetario y
además (otra gran casualidad y premio cósmico) nos dejó a la Luna,
excelente compañera para facilitar la vida. (Ver
La luna más rara.)
¿Características especiales de nuestro mundo?
Según una teoría del geofísico
J. Marvin Herndon, la Tierra es una gigantesca planta
natural de generación nuclear. Nosotros vivimos en
su delgada coraza, mientras a algo más de 6.000 kilómetros
bajo nuestros pies se quema por la fisión nuclear una bola de
uranio de unos ocho kilómetros de diámetro, produciendo un
intenso calor que hace hervir el metal del núcleo, lo que
produce el campo magnético terrestre y alimenta los volcanes
y los movimientos de las placas continentales.
Nuestro planeta es un objeto muy especial, quizás único, en el espacio que nos rodea
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La cosa no acaba aquí: si el calor del reactor es
el que produce la circulación de hierro fundido (por convección)
que genera el campo magnético terrestre, entonces los planetas que no tienen
su reactor natural no tendrían un campo magnético (magnetósfera) que
los proteja de las radiaciones de su sol —como Marte y la Luna—
lo que hace que difícilmente puedan sostener vida. Ver: Reactor nuclear planetario.
Pero ésta es sólo una teoría. Lo que está más en firme
es que nuestro mundo y su luna forman un sistema muy particular, mucho
más estable que si se tratara de un planeta solitario. Gracias a esto
—a nuestra Luna— tenemos un clima más o menos estable, conservamos
la atmósfera que tenemos y la velocidad y el ángulo de nuestro giro son los
que son. Si no estuviese la Luna, el planeta se vería sujeto a cambios en
su eje de rotación muy graves para los seres vivos. Ver: La luna más rara.
Información adicional:
Estrellas que se chocan:
Deslizándose alrededor de un agujero negro
Los turbulentos paisajes centrales
Ecuación de Drake de probabilidad de vida:
Vida en el universo
Extinciones:
Némesis: monstruo estelar
Características de nuestro planeta:
Reactor nuclear planetario
Bibliografía:
- Shaviv, N. J. & Veizer, J. Celestial driver of Phanerozoic climate? GSA Today, 13, 4 - 10, (2003).
- Shaviv, N. J. Cosmic ray diffusion from the galactic spiral arms, iron meteorites, and a possible climatic connection? Physical Review Letters, 89, (2002).
- A. B. Impact ejecta layer from the mid-Devonian: possible connection to global mass extinctions. Science, 300, 1734 - 1737, (2003).
